MEMORIA TÉCNICA DE DISEÑO DE LAS INSTALACIONES …

.

REPOSICION Y CONSTRUCCION DE LA INFRAESTRUCTURA

EDUCTAIVA EN LA INSTITUCION EDUCATIVA PUERTO RICO EN EL

MUNICIPIO DE TIQUISIO DEPARTAMENTO DE BOLIVAR.

GOBERNACION DE BOLIVAR SECRETARIA DE EDUCACION

CONTIENE:

MEMORIA TÉCNICA DE DISEÑO DE LAS

INSTALACIONES HIDRÁULICAS Y SANITARIAS

AGOSTO DE 2021

PROFESIONAL A CARGO:

ERICK HERNANDEZ PASTRANA

Ing. Civil, Esp. Gerencia de Proyectos de

Construccion

MP. 13202-115539 Blv.

Memoria técnica del diseño hidráulico y sanitario de la institucion

educativa Puerto Rico en el municipio de Tiquisio – Bolivar

.

Gobernacion de Bolivar- Secretaria de Educacion

PROYECTO: REPOSICION Y CONSTRUCCION DE LA

INFRAESTRUCTURA EDUCTAIVA EN LA INSTITUCION EDUCATIVA

PUERTO RICO EN EL MUNICIPIO DE TIQUISIO DEPARTAMENTO DE

BOLIVAR.

GOBERNACION DE BOLIVAR SECRETARIA DE EDUCACION

TIQUISIO – BOLIVAR

AGOSTO DE 2021



.

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 6

2. OBJETIVOS, ALCANCES Y LOCALIZACIÓN DE LA ZONA DE PROYECTO .... 7

2.1. OBJETIVO .......................................................................................................................... 7

2.2. ALCANCES ........................................................................................................................ 7

2.3. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO ................................................................................ 7

3. ANÁLISIS NORMATIVO ............................................................................................. 9

3.1. NORMATIVA PARA REDES DE AGUA POTABLE ..................................................... 9

3.2. NORMATIVA PARA REDES SANITARIAS .................................................................. 9

3.3. NORMATIVA PARA SISTEMA DE DRENAJE INTERNO ......................................... 10

4. SISTEMA DE SUMINISTRO Y DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE ............... 11

4.1. ABASTECIMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE ....................................... 11

4.1.1. Sistema de suministro de agua al proyecto .................................................................... 11

4.1.2. Estimación de los consumos .......................................................................................... 11

4.1.3. Cálculo del tanque de almacenamiento .......................................................................... 11

4.1.4. Cálculo de la acometida de agua potable ....................................................................... 12

4.1.5. Pérdidas en acometida hasta tanque bajo de almacenamiento ...................................... 13

4.2. DISEÑO DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE ...................... 13

4.2.1. Diseño hidráulico de las redes de distribución de agua fría ........................................... 14

4.2.2. Dimensionamiento de las redes interiores ...................................................................... 15

4.3. SISTEMA DE BOMBEO ................................................................................................. 16

4.3.1. Características de equipo de bombeo e hidroneumático de distribución para garantizar los

caudales y presiones de los aparatos sanitarios ............................................................................. 16

4.3.2. Cálculo del NSPH del equipo de bombeo ...................................................................... 17

5. SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRAINCENDIOS .............................................. 19

5.1. CLASIFICACIÓN DEL SISTEMA ................................................................................. 19

5.1.1. Tipo de edificación ......................................................................................................... 19

5.1.2. Riesgo del tipo de edificación ........................................................................................ 19

5.1.3. Sistema de extinción de incendios a emplear: ................................................................ 19

5.2. GABINETES ..................................................................................................................... 21

5.2.1. Tipo de toma fija ............................................................................................................ 21

5.2.2. Sistemas Clase II ............................................................................................................ 21



.

5.2.3. Localización de los gabinetes ......................................................................................... 22

5.2.4. Presiones mínimas .......................................................................................................... 22

5.2.5. Esquema de gabinete propuesto ..................................................................................... 22

5.3. DISEÑO SISTEMA DE EXTINCIÓN DE INCENDIOS ................................................ 23

5.3.1. Caudal de gabinetes ........................................................................................................ 23

5.3.2. Presión en gabinetes ....................................................................................................... 23

5.3.3. Pérdidas por fricción y presiones requeridas por el sistema .......................................... 23

5.3.4. Volumen para reserva contraincendios .......................................................................... 23

5.3.5. BOMBEO SISTEMA CONTRAINCENDIOS .............................................................. 23

6. DISEÑO SISTEMA DE EVACUACIÓN DE AGUAS RESIDUALES ..................... 24

6.1. Consideraciones de diseño ................................................................................................ 24

6.2. Desagüe de aguas negras ................................................................................................... 24

6.3. Cálculo del diámetro de las bajantes sanitarias ................................................................. 26

6.4. Diseño de la red de aguas residuales en primer piso ......................................................... 27

6.4.1. Velocidad mínima y máxima .......................................................................................... 27

6.4.2. Fuerza tractiva ................................................................................................................ 27

6.4.3. Profundidad de diseño .................................................................................................... 27

6.4.4. Registros de inspección .................................................................................................. 28

6.4.5. Dimensionamiento de redes de evacuación del primer piso ........................................... 28

6.5. Sistema de ventilación ....................................................................................................... 28

6.6. Sistema de tratamiento de aguas residuales ...................................................................... 31

6.7. DISEÑO SISTEMA DE DRENAJE PARA BAJANTES DE AGUAS LLUVIAS ......... 33

7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................... 36



.

INDICE DE FIGURAS

Figura 2-1. Localización de la zona del proyecto. ..................................................................... 8 Figura 5-1. Recomendación de instalación de tubería de drenaje del Casette. ................ ¡Error!

Marcador no definido. Figura 6-1. Localización de la estación meteorológica Aeropuerto Baracoa, Magangué.

....................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Figura 6-2. Sectorización del país en zonas según características meteorológicas. (Tomado de

Vargas R & Díaz-Granados O, 1998) ........................................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 6-3. Curvas de Intensidad – Duración – Frecuencia (mm/h). Estación Momil. ... ¡Error!

Marcador no definido. Figura 6-4. División de subcuencas o áreas aferentes internas del proyecto.¡Error! Marcador

no definido. Figura 6-5. Rejillas recomendadas para la evacuación del agua pluvial sobre cubiertas, placas y

terrazas. ......................................................................................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 6-6. Red de recolección drenajes de cubierta. .............. ¡Error! Marcador no definido.

Figura 6-7. Planteamiento sistema de evacuación de Aguas Lluvias.¡Error! Marcador no

definido.

Figura 6-8. Coeficientes de rugosidad de Manning (Chow, 1994).¡Error! Marcador no

definido.

INDICE DE TABLAS

Tabla 4-1. Estimación de consumos para un día de acuerdo con el RAS 2000. ...................... 11 Tabla 4-2. Dimensionamiento del tanque de almacenamiento. ............................................... 12 Tabla 4-3. Tubería de llenado del tanque de almacenamiento. ................................................ 12

Tabla 4-4. Pérdidas por fricción en acometida hasta tanque bajo de almacenamiento. ........... 13 Tabla 4-5. Criterios de diseño del sistema de distribución de agua. Capacidad requerida en la

tubería de salida para el suministro al aparato. ............................................................................. 14 Tabla 4-6. Valores de carga asignados a los aparatos del proyecto. ........................................ 15

Tabla 4-7. Computo de pérdidas por ruta crítica para determinar la cabeza dinámica total del

sistema de bombeo. ....................................................................................................................... 16 Tabla 4-8. Valor del tiempo total entre dos arranques de la bomba a partir de la potencia de la

bomba. ........................................................................................................................................... 17

Tabla 4-9. Características del tanque hidroneumático para abastecimiento del aparato sanitario

más desfavorable. .......................................................................................................................... 17 Tabla 4-10. Características del equipo de bombeo para el abastecimiento del aparato más

desfavorable. ................................................................................................................................. 17 Tabla 5-1. Unidades de desagüe. .............................................................................................. 25 Tabla 5-2. Número de unidades máximas por bajante. ............................................................ 26 Tabla 5-3. Unidades de desagüe y dimensionamiento de bajante No. 1. ................................. 27 Tabla 5-4. Unidades de desagüe y dimensionamiento de bajante No. 2.¡Error! Marcador no

definido.



.

Tabla 5-5. Dimensionamiento de las redes del Diseño de red de evacuación de aguas residuales.

....................................................................................................................................................... 28

Tabla 5-6. Relaciones hidráulicas y chequeo de las redes del Diseño de red de evacuación de

aguas residuales. ........................................................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5-7. Bajante de ventilación para columnas sanitarias. ................................................... 29 Tabla 5-8. Dimensiones de tubo de ventilación principales. ................................................... 30 Tabla 5-9. Dimensionamiento del desagüe de condensado. Tabla 4.14.2.2. NTC 1500 3ra

actualización ................................................................................. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5-10. Remoción de humedad o deshumidificación. ....... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5-11. Capacidad de las bajantes de aguas condensadas. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 6-1. Estación meteorológica empleada. ......................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 6-2. Parámetros empleados en estudio de estación Aeropuerto Baracoa. .............. ¡Error!

Marcador no definido. Tabla 6-3. Tabla de Correlación de parámetros a, b, c, d, e, f. g y r2 para las Regiones Andina,

Caribe, Pacífica y Orinoquia. ........................................................ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 6-4. Parámetros para región caribe................................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 6-5. Parámetros Pt, M y N, con base en registros de estación La Haya. ................ ¡Error!

Marcador no definido. Tabla 6-6. Tabulación de datos para construcción de Curvas de Intensidad – Duración –

Frecuencia (mm/h). ....................................................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 6-7. Valores de coeficiente de escorrentía. .................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 6-8. Período de retorno o grado de protección. .............. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 6-9. Intensidad de lluvia calculada para áreas analizadas.¡Error! Marcador no

definido.

Tabla 6-10. Caudales máximos para cada área analizada. ....... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 6-11. Cálculo de caudales para cada área de cubiertas y terrazas.¡Error! Marcador no

definido. Tabla 6-12. Cálculo del diámetro de la bajante. ....................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 6-13. Dimensionamiento de las redes del Diseño de red de evacuación de Aguas Lluvias.

....................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 6-14. Relaciones hidráulicas y chequeo de las redes del Diseño de red de evacuación de

aguas lluvias. ................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.



.

1. INTRODUCCIÓN

A continuación, se presenta la memoria técnica de diseño de las instalaciones hidráulicas y

sanitarias, así como los sistemas de almacenamiento y bombeo del proyecto: Reposicion y

construccion de la infraestructura eductaiva en la institucion educativa Puerto Rrico en el

municipio de Tiquisio departamento de Bolivar.

Para esto se tienen en cuenta las recomendaciones del Código Colombiano de Fontanería (NTC

1500), el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000), y

las normas técnicas adicionales.



.

2. OBJETIVOS, ALCANCES Y LOCALIZACIÓN DE LA ZONA DE PROYECTO

2.1. OBJETIVO

Diseñar el sistema de abastecimiento de agua potable y evacuación de aguas residuales del

proyecto “Reposicion y construccion de la infraestructura eductaiva en la institucion educativa

Puerto Rico en el municipio de Tiquisio departamento de Bolivar, para el mejoramiento de la

infraestructura física locativa, ampliación de cobertura y aumento de calidad”.

2.2. ALCANCES

Dentro de los alcances del diseño se encuentran:

Diseño del sistema de suministro de agua potable del proyecto (acometida, cálculo de

medidor general, dimensionamiento de tanque de almacenamiento de agua potable).

Diseño de las instalaciones hidráulicas internas del proyecto.

Cálculo de sistema reforzador de presión: tanque hidroneumático y equipo de bombeo.

Diseño del sistema de evacuación de aguas residuales: cálculo de bajantes de aguas

residuales, cálculo de tuberías de ventilación, red de agua residual de primer piso.

Diseño del sistema de evacuación de las aguas lluvias.

2.3. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO

El proyecto diseño de las redes hidráulicas y sanitarias de la sede de la institución educativa

Puerto Rico ubicada en Tiquisio, en las coordenadas 8°33'31.04" de latitud norte con 74°15'40.71"

de longitud oeste, aproximadamente. En la Figura 2-1 se muestra la ubicación del proyecto.



.

Figura 2-1. Localización de la zona del proyecto.



.

3. ANÁLISIS NORMATIVO

3.1. NORMATIVA PARA REDES DE AGUA POTABLE

Para el diseño de las redes hidráulicas se tienen en cuenta las siguientes referencias normativas

aplicables en su versión vigente o reglamentación que las modifique, sustituya o adicione.

Resolución 1096 de 2000. Por la cual se adopta el Reglamento Técnico para el sector de

Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS 2000, versión vigente y sus posteriores

actualizaciones (Ministerio de desarrollo económico, 2000).

Resolución 0330 de 2017. Por la cual se adopta el Reglamento Técnico para el Sector de

Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS y se derogan las resoluciones 1096 de 2000,

0424 de 2001, 0668 de 2003, 1459 de 2005, 1447 de 2005 y 2320 de 2009. reglamenta los

requisitos técnicos que se deben cumplir en las etapas de planeación, diseño, construcción,

puesta en marcha, operación, mantenimiento y rehabilitación de la infraestructura

relacionada con los servicios públicos domiciliarios de acueducto, alcantarillado y aseo

(Ministerio de vivienda, ciudad y territorio, 2017).

NTC 1500. Código colombiano de instalaciones hidráulicas y sanitarias. Tercera

Actualización. Establece los requisitos mínimos para garantizar el correcto

funcionamiento de los sistemas de abastecimiento de agua potable, proporciona las

directrices y los requisitos mínimos que deben cumplir las instalaciones hidráulicas, los

sistemas de desagüe de aguas residuales y lluvias, los sistemas de ventilación y aparatos y

quipos necesarios para el funcionamiento y uso de dichos sistemas. Esta norma técnica es

aplicable en la construcción, instalación, modificación, reparación, reubicación,

reemplazo, adición, uso o mantenimiento de las instalaciones hidráulicas y sanitarias dentro

de las edificaciones (Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación -

ICONTEC-, 2017).

3.2. NORMATIVA PARA REDES SANITARIAS

Para el diseño de las redes sanitarias se tienen en cuenta las siguientes referencias normativas

aplicables en su versión vigente o reglamentación que las modifique, sustituya o adicione.











.



NTC 1500. Código colombiano de instalaciones hidráulicas y sanitarias. Tercera

Actualización. Establece los requisitos mínimos para garantizar el correcto

funcionamiento de los sistemas de abastecimiento de agua potable, proporciona las

directrices y los requisitos mínimos que deben cumplir las instalaciones hidráulicas, los

sistemas de desagüe de aguas residuales y lluvias, los sistemas de ventilación y aparatos y

quipos necesarios para el funcionamiento y uso de dichos sistemas. Esta norma técnica es

aplicable en la construcción, instalación, modificación, reparación, reubicación,

reemplazo, adición, uso o mantenimiento de las instalaciones hidráulicas y sanitarias dentro

de las edificaciones (Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación -

ICONTEC-, 2017).

3.3. NORMATIVA PARA SISTEMA DE DRENAJE INTERNO

Para el diseño del sistema de captación y evacuación del drenaje interno se tienen en cuenta las

siguientes referencias normativas aplicables en su versión vigente o reglamentación que las

modifique, sustituya o adicione.













.

4. SISTEMA DE SUMINISTRO Y DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE

4.1. ABASTECIMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE

4.1.1. Sistema de suministro de agua al proyecto

Para el suministro de agua al proyecto se contará con un tanque de almacenamiento para un día

de consumo, el cual se llenará mediante una acometida conectada a la red de acueducto municipal.

A través del tanque se alimentará las redes internas las cuales serán en tubería PVC presión

mediante un sistema reforzador de presión para garantizar los requerimientos de presión y caudal

del sistema compuesto de un equipo de bombeo y un hidroneumático.

Para el diseño del sistema de abastecimiento y almacenamiento de agua potable para todas las

zonas y aparatos sanitarios del proyecto se tendrá en cuenta el consumo diario aproximado en las

instalaciones del mismo, de acuerdo al tipo de ocupación y características del proyecto, para ello

se tomará como referencia las dotaciones estipuladas en el Reglamento Técnico del Sector de Agua

Potable y Saneamiento Básico –RAS 2000.

4.1.2. Estimación de los consumos

El proyecto Reposicion y construccion de la infraestructura educativa en la institucion educativa

Puerto Rico en el municipio de Tiquisio departamento de Bolivar, dispondrá de un sistema

compuesto de 1 tanque bajo de almacenamiento de agua potable cuya capacidad será de un (1) día

de consumo. En la Tabla 4-1 se muestran las estimaciones de consumos para un día de acuerdo

con el tipo de uso necesitado.

Tabla 4-1. Estimación de consumos para un día de acuerdo con el RAS 2000.

4.1.3. Cálculo del tanque de almacenamiento

Para calcular el volumen de agua potable se emplea la siguiente expresión:

𝑉𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎 = 𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 × 𝑡

Siendo 𝑉𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎 el volumen de reserva del tanque en m3, 𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 la dotación o consumo total del

proyecto en m3/día (47. m3/día) y 𝑡 el número de días de consumo a reservar (un día de consumo).

Dotación Número de personas Número de jornadas Consumo

[L/persona/dia] Residentes [jornadas/dìa] [m3/día]

Estudiantes 50 930 1,00 47

[m3/día] 47

CONSUMOS

CONSUMO TOTAL

Descripción



.

𝑉𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎 = [47 𝑚3/𝑑í𝑎] × [1 𝑑í𝑎] = 47 𝑚3

Tabla 4-2. Dimensionamiento del tanque de almacenamiento.

A continuación se muestra el dimensionamiento del tanque de almacenamiento (Tabla 4-):

Tabla 4-3. Dimensionamiento del tanque de almacenamiento.

Como lo indica la tabla anterior se propone un tanque de 7.0 m x 5.0m x 2.4 m ( 2 m altura

útil) con capacidad de 47.0 m3 lo que correspondería a 1 día de almacenamiento.

4.1.4. Cálculo de la acometida de agua potable

El cálculo del diámetro de la acometida con la cual se abastecerá el proyecto se realizará con

base en la siguiente ecuación:

𝜑 = √4𝑄

𝜋𝑉

Donde 𝜑 corresponde al diámetro interno requerido para la acometida en m; 𝑄 es el caudal de

llenado en m3/s el cual se determina a partir del volumen de reserva en m3 y el tiempo de llenado

del tanque de almacenamiento que será de doce (6) horas; 𝑉 es la velocidad de llenado en m/s, la

cual se asume de aproximadamente 1.50 m/s.

Tabla 4-3. Tubería de llenado del tanque de almacenamiento.

Consumo diarioNúmero de días a

reservar

Volumen Contra

IncendiosVolumen Total

[m3/día] [día] [m

3] [m

3]

47 1 23 70

VOLUMEN DE TANQUES DE ACUERDO CON EL CONSUMO

Largo Ancho Altura Volumen

[m] [m] [m] [m3]

7 5 2,00 70,00

Volumen Tiempo llenado Velocidad

Diámetro

comercial

recomendado

Velocidad

real

[m3] [hora] [lps] [m/s] [in] [mm] [m/s]

46,50 6 2,15 1,5 1,68 50,0 1,34

Caudal Diámetro



.

4.1.5. Pérdidas en acometida hasta tanque bajo de almacenamiento

Para obtener la pérdida total hidráulica desde la conexión a la red pública hasta el tanque de

almacenamiento se tuvieron en cuenta las pérdidas por longitud y accesorio, y diferencia en la

cabeza estática, como se muestra a continuación.

a) Las pérdidas de presión por fricción se calcularon a partir de la fórmula de Flamant

recomendada para diámetros menores a 2’’ y Hazen Williams para diámetros igual o mayores

a 2”, usando un coeficiente de fricción de C = 0.0001 y C = 150.00 respectivamente. En la

Tabla 4-4 se muestran los cálculos realizados, aquí son tenidos en cuenta las perdidas por

longitud y accesorios en todo el tramo.

Tabla 4-4. Pérdidas por fricción en acometida hasta tanque bajo de almacenamiento.

b) Diferencia de cabeza estática o diferencia de cota es de 0 m, desde la conexión del tanque hasta

la derivación del tanque actual.

De lo anterior, la perdida hidráulica total desde la conexión hasta el tanque de almacenamiento

es la siguiente:

𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 = 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑦 𝑎𝑐𝑐𝑒𝑠𝑜𝑟𝑖𝑜𝑠 + 𝑐𝑎𝑏𝑒𝑧𝑎 𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑎.

𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 = 3.73 𝑚 + 0 𝑚 = 3.73 𝑚.

4.2. DISEÑO DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE

Las redes hidráulicas se diseñaran de acuerdo con las recomendaciones técnicas contenidas en

la norma NTC 1500 (Tercera actualización) - Código colombiano de instalaciones hidráulicas y

sanitarias, la cual se basa en la metodología propuesta por Roy Hunter en la publicación “Methods

of estimating loads in plumbling system”, dicha metodología se fundamenta en la probabilidad de

que uno o más aparatos sanitarios funcionen de manera simultánea, permitiendo así determinar los

caudales de diseño mediante las unidades de consumo que son designadas para cada aparato

sanitario (Caballero Rojas, Aldana Arévalo, & Zamudio Huertas, 2017).

El sistema de distribución será diseñado y las dimensiones de la tubería se seleccionarán de tal

forma que bajo las condiciones de demanda pico se abastezcan a los aparatos sanitarios para las

capacidades de caudal y presión mínima establecidas en la Tabla 7.4.3 de la NTC 1500 (Tercera

actualización).

Para la dimensión mínima de la tubería de abastecimiento de los aparatos se tendrá en cuenta

las recomendaciones de la Tabla 7.4.5 de la NTC 1500 (Tercera actualización) y las características

de los aparatos que se van a instalar. El número de válvulas será el mínimo que permita una

Caudal Caudal Diámetro φ interno φ interno Velocidad hv C j (pérd. Unit) Longitud Longitud J (pérdida)

lps m3/s pul pul m m/s mca fricción m/m Horiz. Vert.AmpliaciónAcc. Total mca

2,15 0,00215 2 2,15 0,055 0,92 0,04 150,0000 0,0161 5,00 0,00 1,71 6,71 0,11

Longitud



.

adecuada sectorización y garantice el buen funcionamiento de la red. Las válvulas permitirán

realizar las maniobras de reparación del sistema de distribución de agua sin perjudicar el normal

funcionamiento de otros sectores.

4.2.1. Diseño hidráulico de las redes de distribución de agua fría

El diseño hidráulico eficiente de las instalaciones de suministro de agua potable de una

edificación, tiene inicio en la correcta estimación de los caudales máximos que se consumirán, este

cálculo de caudales tiene una gran incertidumbre, porque depende de: los hábitos de consumo, la

ubicación geográfica, el uso y la frecuencia de los aparatos sanitarios, entre otros.

4.2.1.1. Abastecimiento de la red hidráulica interna

La red de suministro de agua potable para los aparatos sanitarios de las instalaciones internas

del proyecto se abastecerá a través de sistema hidroneumático debido a las exigencias de presión

y caudal.

4.2.1.2. Estimación de caudales y de presiones

El caudal que llega hasta un aparato sanitario depende del modelo de la grifería que emplea y

de la presión que se encuentre disponible inmediatamente antes de este, lo cual indica que el mismo

aparato sanitario puede ofrecer diferentes valores de caudales si las presiones varían (Granados

Robayo, Redes Hidráulicas y Sanitarias en Edificios, 2002). Sin embargo, el sistema de

distribución será diseñado y las dimensiones de la tubería se seleccionarán de tal forma que bajo

las condiciones de demanda pico se abastezcan a los aparatos sanitarios para las capacidades de

caudal y presión mínima establecidas en la Tabla 7.4.3. de la NTC 1500 (Tercera actualización).

Tabla 4-5. Criterios de diseño del sistema de distribución de agua. Capacidad requerida en la tubería de salida

para el suministro al aparato.

Tipo de aparato sanitario

Caudal a

L/min

(gpm)

Presión

de flujo

kPa (psi)

Bañera. Válvula mezcladora balance de presión, termostáticas o de combinación balance de

presión/termostática 15 (4) 138 (20)

Bidé, válvula de mezclado termostática 8 (2) 138 (20)

Accesorio de combinación 15 (4) 55 (8)

Lavavajillas doméstico 10 (2.75) 55 (8)

Bebedero 3 (0.75) 55 (8)

Lavadero 15 (4) 55 (8)

Lavamanos 8 (2) 55 (8)

Ducha 11 (3) 55 (8)

Ducha, con válvula de mezclado de presión balanceada, termostática, o combinada de presión

balanceada/termostática 11 (3) 138 (20)

Grifería de manguera 19 (5) 55 (8)

Poceta residencial 9 (2.5) 55 (8)

Poceta de servicio 11 (3) 55 (8)

Orinal de válvula 45 (12) 172 (25)

Inodoro de desboque o arrastre con válvula fluxómetro 95 (25) 310 (25)

Inodoro, tanque fluxómetro 6 (1.6) 138 (20)



.

Inodoro, sifónico, válvula de fluxómetro 95 (25) 241 (35)

Inodoro, tanque cierre acoplado 11 (3) 138 (20)

Inodoro, tanque una pieza 23 (6) 138 (20)

Factores de conversión: 1kPa=0.14 psi

1 L/min=0.26 galón por minuto a Para requisitos adicionales de caudales y presión, véase el numeral 7.4.4.

Fuente. (Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación -ICONTEC-, 2017).

Para el cálculo de los caudales se utilizará el método de Hunter modificado, el cual relaciona el

mismo con el gasto máximo demandado por los equipos sanitarios, las unidades de consumo

vienen dadas según la ocupación (público o privada) y según el tipo de control del suministro (con

fluxómetro o grifo) y se encuentran establecidas según la Tabla B.1.3.3 (2) de la NTC 1500

(Tercera actualización).

Tabla 4-6. Valores de carga asignados a los aparatos del proyecto.

Aparato Uso Tipo de control de

suministro

Valores de carga, en unidades de aparato de

suministro de agua (w.s.f.u) Fría Caliente Total

Lavaplatos Hotel/restaurante Grifo 3.00 3.00 4.00

Lavamanos Público Grifo 1.50 1.50 2.00

Poceta de servicio Oficinas, etc. Grifo 2.25 2.25 3.00

Regadera Público Válvula mezcladora 3.00 3.00 4.00

Orinal Público Tanque de descarga 3.00 - 3.00

Inodoro Público Válvula de fluxómetro 10.00 - 10.00

Inodoro Público o privado Tanque 5.00 - 5.00

Fuente. (Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación -ICONTEC-, 2017).

4.2.2. Dimensionamiento de las redes interiores

Las redes interiores de agua se diseñarán de manera que esta sea suministrada con las presiones

mínimas requeridas para tuberías de PVC.

Las pérdidas de presión por fricción se calcularán a partir de la fórmula de Hazen-Williams,

usando un coeficiente de fricción de C=150 para tuberías en PVC.

En todos los tramos se mantendrán las siguientes velocidades:

Para ϕ ≤ 2" V ≤ 2.0 m/s.

Para ϕ ≥ 3" V ≤ 2.5 m/s.



.

4.3. SISTEMA DE BOMBEO

4.3.1. Características de equipo de bombeo e hidroneumático de distribución para

garantizar los caudales y presiones de los aparatos sanitarios

Como se mencionó en capítulo 4 se empleará un sistema reforzador de presión debido a que no se

puede abastecer el sistema mediante gravedad. Para calcular el equipo de bombeo se determinan

el caudal de diseño y la altura dinámica total de bombeo estableciendo la ruta crítica del sistema

basado en el criterio del aparato más desfavorable.

Tabla 4-7. Computo de pérdidas por ruta crítica para determinar la cabeza dinámica total del sistema de bombeo.

Para determinar la potencia del equipo de bombeo para el funcionamiento del equipo

hidroneumático se empleará la siguiente expresión:

𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 =𝑄𝑏𝐻𝑑

76𝜂

Donde 𝑄𝑏 es el caudal de bombeo en lps, 𝐻𝑑 es la altura dinámica total de bombeo en m que se

obtiene de la suma de la altura estática (diferencia de cotas entre el nivel del equipo de bombeo y

el aparato más desfavorable), las pérdidas de energía determinadas hasta el aparato más

desfavorable (teniendo en cuenta la succión) y la presión de servicio del aparato más desfavorable,

y 𝜂 es la eficiencia de la bomba.

Con el fin de optimizar el volumen del tanque hidroneumático, se siguió la metodología

propuesta Héctor Alfonso Rodríguez Díaz en su libro “Diseños hidráulicos, sanitarios y de gas en

edificaciones”. De acuerdo con esta metodología el volumen del hidroneumático se determina

mediante la siguiente expresión:

𝑉 =15𝑄𝑏𝑃1

𝐾𝑁𝑐(𝑃1 − 𝑃2)

Siendo 𝑄𝑏 el caudal de la bomba en litros/minutos, 𝑃1 la presión máxima absoluta en el tanque

en atmósferas, 𝑃2 es la presión mínima absoluta en el tanque en atmósferas, 𝐾 es la fracción que

representa el volumen útil del volumen total y que oscila entre el 70 y 90 % y 𝑁𝑐 el número de

arranques de la bomba en una hora. El valor de la presión mínima absoluta (𝑃2) corresponderá a

la presión mínima exigible para la instalación del equipo y esta corresponderá a la suma de la

diferencia de nivel entre el equipo de bombeo y el aparato más desfavorable, las pérdidas de

Ø

nominalVelocidad j LH LV Laccesorios L total J (pérdida) Presión

Tramo Acum. [lps] [m3/s] [in] [m/s] [m/m] [m] [m] [m] [m] [m.c.a] [m.c.a]

5,6

ST 1 25,30 25,30 2,43 0,002 1 1/2 1,62 0,0001 0,0466 22,00 5,00 2,85 29,85 1,39 12,12

1 2 2,90 28,20 2,53 0,003 1 1/2 1,69 0,0001 0,0502 34,00 5,00 4,09 43,09 2,16 19,43

2 3 12,40 40,60 2,92 0,003 1 1/2 1,95 0,0001 0,0643 52,00 5,00 2,85 59,85 3,85 28,47

3 4 114,40 155,00 5,07 0,005 2 1/2 1,49 150,0000 0,0318 27,00 5,00 4,55 36,55 1,16 34,75

4 5 112,00 267,00 6,49 0,006 2 1/2 1,91 150,0000 0,0502 8,00 5,00 4,55 17,55 0,88 40,81

Tramo

Unidades Coeficiente

de fricción

C

Caudal



.

energía determinadas hasta el aparato más desfavorable y la presión de servicio del aparato más

desfavorable (Rodríguez Díaz, 2005).

Algunos autores hacen la recomendación de asociar el tiempo total entre dos arranques de la

bomba asociado con la potencia de las bombas que van a ser utilizadas en el equipo hidroneumático

(Tabla 4-8), lo cual permite determinar el valor de 𝑁𝑐.

Tabla 4-8. Valor del tiempo total entre dos arranques de la bomba a partir de la potencia de la bomba.

Potencia [HP] 1-3 3-5 5-7.5 7.5-15 15-30 Más de 30

T [min] 1.2 1.8 2.0 3.0 4.0 6.0

Fuente. (Rodríguez Díaz, 2005).

Al realizar un análisis de pérdidas hasta el aparato más desfavorable y la diferencia de nivel

entre el equipo de bombeo y el aparato más desfavorable se obtuvo la presión mínima exigible

para la operación del tanque y con base en esta la presión máxima tal como se muestra en la Tabla

4-9. De acuerdo con las recomendaciones de Rodríguez (2005) para la potencia de 6 HP se asume

un tiempo de arranque de la bomba de 2 minutos.

Tabla 4-9. Características del tanque hidroneumático para abastecimiento del aparato sanitario más desfavorable.

Con base en los resultados anteriores se sugiere utilizar un tanque hidroneumático con un

volumen de 792.9 litros, en caso de sistema convencional, o un hidroneumático de mínimo el 10%

de esta capacidad para un sistema con velocidad variable.

Tabla 4-10. Características del equipo de bombeo para el abastecimiento del aparato más desfavorable.

Los valores anteriores corresponden al cálculo teórico de las características mínimas de caudal y

cabeza dinámica que se deben garantizar, sin embargo, la potencia final dependerá del proveedor

que suministre el sistema de bombeo, de las curvas de rendimiento de la bomba específica y

eficiencia de la misma.

4.3.2. Cálculo del NSPH del equipo de bombeo

Para el cálculo de la altura de succión positiva (NPSH Net Positive Suction Head) se emplea

la siguiente expresión:

Qb Tc Volumen

[lps] [PSI ] [atm] [PSI ] [atm] [min] [l]

6,49 60,00 4,1 80,0 5,4 0,8 2,0 30,0 972,9

HIDRONEUMÁTICO

Pmín PmáxK Nc

CÁLCULOS REALES

Caudal CDT (cálculada) CDT (recomendada) Eficiencia Potencia

[lps] [m] [m] [%] [HP]

6,49 40,81 45,00 65% 6,0



.

𝑁𝑃𝑆𝐻 = 𝑃𝐵 − 𝑇𝑉𝐴𝑇𝐴 − 𝐴𝐷𝑆

Siendo:

𝑃𝐵 es la presión barométrica en el sitio en m.

𝑇𝑉𝐴𝑇𝐴 es la tensión de vapor del agua a la temperatura ambiente m.

𝐴𝐷𝑆 es la altura dinámica de succión en m.

Ahora bien,

𝑃𝐵 = 10.33 𝑚. 𝑐. 𝑎. −𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑟.

La ciudad de Cartagena de Indias está a una altura promedio de 23 m.s.n.m por tanto las

pérdidas por altura sobre el nivel del mar son de 0.125 m.

𝑃𝐵 = 10.33 𝑚. 𝑐. 𝑎. −0.125 𝑚. 𝑐. 𝑎 = 10.205 𝑚. 𝑐. 𝑎.

La temperatura promedio anual de Cartagena de Indias es de 29°C (aproximadamente 30°C)

por tanto la tensión de vapor del agua es de 0,43 m. La altura dinámica de succión es de 2.7 m.

Por tanto;

𝑁𝑃𝑆𝐻 = 10.205 𝑚. 𝑐. 𝑎 − 0.43 𝑚 − 2.7 𝑚 = 7.08 𝑚. 𝑐. 𝑎



.

5. SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRAINCENDIOS

El Diseño del sistema contraincendios se realizó siguiendo los lineamientos y recomendaciones

de las normas NFPA 13, NTC 1669 y NSR 10.

5.1. CLASIFICACIÓN DEL SISTEMA

5.1.1. Tipo de edificación

Según el tipo de edificación, la norma NSR 10 clasifica el presente proyecto de la siguiente

manera:

Grupo de ocupación = L = LUGARES DE REUNIÓN

5.1.2. Riesgo del tipo de edificación

Según la norma NFPA 13, el riesgo del tipo de edificación para el proyecto se clasifica de la

siguiente forma:

Riesgo Leve: ocupaciones o partes de otras ocupaciones, donde la cantidad y/o combustibilidad

de los contenidos es baja, y se esperan incendios con bajo índice de liberación de calor.

5.1.3. Sistema de extinción de incendios a emplear:

El sistema de extinción contraincendios que se empleó para el presente diseño, tuvo en cuenta

las siguientes consideraciones, esto es bajo los criterios y recomendaciones de la norma NSR 10:

Rociadores se emplean cuando:

Para grupo L-1:

a) En la totalidad de edificios con carga de ocupación mayor de 300 personas. El sistema de

rociadores debe cubrir todos los pisos que se encuentren por debajo del piso clasificado como

L (Lugar de Reunión). Si el sitio está bajo el nivel del suelo, el sistema de rociadores debe

cubrir todos los pisos superiores hasta el nivel de salida incluido este nivel. Se eximen del

cumplimiento de este requisito:

i. Salones con un uso único de Lugar de Reunión (L), no utilizado para exhibiciones ni

demostraciones, con área menor de 1 100 m², con separación de resistencia de una hora para



.

fuego de otros espacios o edificios y con salidas para evacuación independientes y que no

dispongan de instalaciones para una audiencia mayor de 100 personas.

ii. Lugares de Reunión Deportivos (L-1), dedicados sólo a la práctica del deporte y que no

dispongan de instalaciones para audiencia mayor de 300 personas.

iii. Los lugares en estadios y arenas ubicados sobre las canchas, escenarios deportivos, zonas

de graderías y asientos, en áreas abiertas sin cerramiento donde un estudio de Ingeniería

conceptúe acerca de la no efectividad de la protección con rociadores como consecuencia de

la altura del techo y de la carga combustible.

iv. En estadios y arenas abiertos o sin cerramientos con cabinas para prensa menores de 100

m²; con áreas de almacenamiento, menores de 100 m² y con separación para fuego de por lo

manos una hora; áreas usadas en venta de boletas, baños o concesiones, menores de 30 m², sin

materiales inflamables, construidas con material incombustible.

b) En la totalidad de edificios, sin importar el área, sin importar el número de personas,

clasificados como grupo de ocupación para Lugares de Reunión Sociales y Recreativos (L-3).

Se eximen de este requisito los lugares de este grupo donde no se realizan fiestas y no se

permite el consumo de bebidas alcohólicas.

c) Todo el escenario y las áreas anexas como camerinos, vestieres, bodegas, salones de ensayos.

Se exceptúan los que tengan menos 100 m² de área y menos de 15 m de altura y cuyas cortinas

no sean verticalmente retractiles y que las colgaduras combustibles se limiten a la cortina

principal y a la cortina del fondo.

d) Todas las instalaciones interiores en edificios con ocupación para diversión y juegos de niños

y adultos. Se exceptúan estructuras que no excedan de 3.0 m de altura y 15 m² de área de

proyección horizontal.

Tomas fijas para bomberos se emplean cuando:

a) En edificios de más de cuatro pisos o 12 m de altura, lo que sea mayor sobre el nivel de la

calle.

b) En edificios con dos piso bajo nivel de la calle.



.

c) En Edificios no protegidos con rociadores donde, en uno de los pisos, la distancia a cualquier

punto desde el acceso más cercano para el Cuerpo de Bomberos, es mayor de 30 m.

d) A cada lado del escenario se instalará una estación con manguera contra incendios de 38 mm

de diámetro.

e) Cuando el edificio esté protegido con un sistema de rociadores, las tomas fijas para bomberos

se diseñaran teniendo en cuenta lo recomendado por la última versión del Código para

suministro y distribución de agua para extinción de incendios en edificios, NTC2301 y con la

Norma para Instalación de Sistemas de Rociadores, NFPA 13.

Por lo anterior, para el presente proyecto se diseñó el sistema para protección contraincendios

sólo con puntos de tomas fijas para bomberos o gabinetes.

5.2. GABINETES

5.2.1. Tipo de toma fija

El sistema para conexión de mangueras contra incendio se clasificó como Clase II, por lo

anterior, según las recomendaciones de la NTC 1669. Es decir, el sistema contará con la conexión

de mangueras que permita la atención del incendio inmediata por el personal idóneo que se

encuentra en las instalaciones de la edificación.

La anterior consideración se realiza teniendo en cuenta la lejanía del cuerpo de bomberos hasta

la edificación.

A continuación el sistema Clase II según la norma NTC 1669.

5.2.2. Sistemas Clase II

Los sistemas Clase II deben tener estaciones de manguera con conexiones de 1 1/2 pulgadas

(40 mm) de diámetro. Cuando el diámetro de la manguera sea de 1 1/2 pulgadas (40 mm), la

distancia de recorrido en cada uno de los pisos de la edificación no debe ser mayor a 130 pies (39,7

m) desde la conexión de manguera. Cuando se utilice manguera de menos de 1 1/2 pulgadas (40

mm) dicha distancia no podrá ser mayor a 120 pies (36,6 m)



.

5.2.3. Localización de los gabinetes

De acuerdo a las recomendaciones de la NTC 1669, se ubicaron las tomas para bomberos en zonas

de fácil acceso, según se muestra en los planos anexos.

5.2.4. Presiones mínimas

Para los gabinetes provistos con conexiones de mangueras Clase II, de 11/2’’, la presión mínima

que se debe garantizar es de 65 psi (45 mca), en la boquilla de la manguera.

5.2.5. Esquema de gabinete propuesto

Tal como se indicó anteriormente el tipo de gabinete propuesto es Clase II, posee una manguera

que puede ser usada inmediatamente como respuesta ante un incendio.

A continuación se muestra un esquema del tipo de gabinete propuesto.

Figura 3 Gabinete Clase II.



.

5.3. DISEÑO SISTEMA DE EXTINCIÓN DE INCENDIOS

5.3.1. Caudal de gabinetes

El caudal que se debe garantizar en las tomas fijas para bomberos es de 6.3 lps, según la norma

para mangueras de 11/2 y sistema clase II.

5.3.2. Presión en gabinetes

La presión requerida mínima en los gabinetes es de 65 psi = 45mca, según el numeral 7.8.2 de la

NTC 1669.

5.3.3. Pérdidas por fricción y presiones requeridas por el sistema

En las siguientes tablas se muestra el computo por fricción para los rociadores más desfavorables,

para los dos bloques considerados según se muestra en los planos anexos.

5.3.4. Volumen para reserva contraincendios

De acuerdo con la densidad calculada y el área regada, se calculó el volumen requerido para el

sistema de rociadores y la utilización de dos gabinetes en forma simultánea.

Tabla 5.1. Volumen requerido para reserva contraincendios.

5.3.5. BOMBEO SISTEMA CONTRAINCENDIOS

La potencia del equipo de bombeo está dada por la expresión:

76*15.1

HdQP =

Donde:

: Densidad del agua = 1.0 gr / cc : Eficiencia = 0.70

Caudal Gabinete Nº gabinetes Caudal Tiempo Incendio Caudal Volumen contraicendio

lps uni lps hr m3/hr m3

6.3 2 12.6 0.5 45.36 22.68



.

Para determinar la cabeza dinámica total del equipo de bombeo requerido y los caudales de

suministro se realizó el cálculo de la ruta crítica hasta el aparato más desfavorable. En la ¡Error!

No se encuentra el origen de la referencia. se muestra un resumen de el cálculo del sistema de

bombeo requerido.

Tabla 5.2 Equipo de bombeo contraincendios.

6. DISEÑO SISTEMA DE EVACUACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

El sistema de evacuación de aguas residuales se realizará mediante un sistema de alcantarillado

convencional, por medio de registros sanitarios en el interior de las instalaciones proyecto. Las

aguas servidas se transportarán hacia una cámara de inspección de la red de alcantarillado

municipal mediante manijas existentes.

6.1. CONSIDERACIONES DE DISEÑO

Para efecto de diseño se acogen las Normas, Especificaciones y Recomendaciones

suministradas por el RAS 2000 y el Código Colombiano de Fontanería (NTC 1500) Tercera

Actualización.

Las redes fueron diseñadas teniendo en cuenta las siguientes variables: caudal, velocidad,

pendiente, diámetro, radio hidráulico, coeficiente de rugosidad y fuerza tractiva; atendiendo a los

requerimientos mínimos exigidos en las normas para cada uno de ellos.

6.2. DESAGÜE DE AGUAS NEGRAS

Las unidades de aguas negras aportados por cada aparato sanitario se determinan de acuerdo

con la tabla 8.9.1 de la NTC 1500 siendo esta la base para el diseño de las redes internas de la

edificación, con los siguientes valores por aparato:

Caudal CDT(cálculada) CDT(recomendada) Eficiencia Potencia

lps m m % Hp

MuseoMampujan 6,30 72,03 80,00 70% 9,5

BombaSuministro

Ubicación



.

Tabla 6-1. Unidades de desagüe.

Tipo de aparato sanitario

Valor unitario

de desagüe de

aparato como

factor de carga

Dimensión

mínima del

sifón (pulgadas)

Máquina automática de lavar ropa, comercial a, g 3 (2)

Máquina automática de lavar ropa, residencial g 2 (2)

Grupos sanitarios como se define en el numeral 3.2 6.06 lpf (1.6 gpd inodoro) f 5 -

Grupos sanitarios como se define en el numeral 3.2 6.06 lpf (1.6 gpd inodoro) f 6 -

Bañera b (con o sin regadera o accesorios de hidromasaje) 2 (1 ½)

Bidé 1 (1 ¼)

Combinación de poceta y bandeja 2 (1 ½)

Lavamanos dental 1 (1 ¼)

Unidad o escupidera dentales 1 (1 ¼)

Lavadora para platos, domésticas 2 (1 ½)

Bebedero 1/2 (1 ¼)

Desagüe de emergencia para pisos 0 (2)

Desagües de piso 2h (2)

Poceta de piso h (2)

Lavaplatos, doméstico 2 (1 ½)

Lavaplatos con triturador de vertimientos y/o lavavajillas 2 (1 ½)

Bandeja para lavar ropa (1 ó 2 compartimientos) 2 (1 ½)

Lavamanos 1 (1 ¼)

Ducha (basado en el gasto total nominal a través de regaderas y duchas de mano) Gasto nominal:

0.36 L/s (5.7 gpm) o menos 2 (1 ½)

Más de 0.36 L/s hasta 0.78 L/s (Más de 5.7 gpm hasta 12.3 gpm) 3 (2)



Poceta de servicio 2 (1 ½)

Poceta 2 (1 ½)

Orinal 4 d

Orinal, 1 galón por descarga o menos 2e d

Orinal, sin suministro de agua 1/2 d

Poceta de aseo (circular o múltiples) cada juego de grifos 2 (1 ½)

Inodoro, tanque fluxómetro, público o privado 4e d

Inodoro, privado (1.6 gpd) 3e d

Inodoro, privado (lavado mayor a 1.6 gpd) 4e d

Inodoro, público (1.6 gpd) 4e d

Inodoro, público (lavado mayor a 1.6 gpd) 6e d

Factores de conversión: 1 L= 0.3 galón (gpd = galones por descarga).

a. Para (sifones) mayores de 3 pulgadas, use Tabla 8.9.2.

b. Una regadera sobre una bañera o una bañera de hidromasaje no aumenta el valor unitario de desagüe del aparato.

c. Véase los numerales 8.9.2 a 8.9.4.1 para métodos de cálculo del valor unitario de desagüe de aparatos no incluidos en esta tabla o para las velocidades de dispositivos con gastos Intermitentes.

d. La dimensión del (sifón) debe ser consistente con la dimensión de la boca de salida del aparato.

e. Con el propósito de calcular las cargas en las redes y desagüe de edificaciones, los inodoros y orinales no se deben medir en una unidad de aparato de desagüe más baja, a menos que valores más bajos sean confirmados por ensayos.

f. Para aparatos agregados a grupos sanitarios de unidades habitacionales, agregar el valor unidad de aparato de desagüe (UAD) De aquellos aparatos agregados al total del grupo de aparatos sanitarios.

g. Véase el numeral 5.6.3. para requerimientos de tamaño para desagüe de aparato, desagüe de ramal y desagüe de la bajante de una cañería vertical de un lavarropas automático.

h. Véase los numerales 8.9.4 y 8.9.4.1.



.

Fuente: NTC 1500, Tercera actualización.

Todos los desagües serán por gravedad utilizando tuberías de PVC sanitarias (PVC-S)

interconectadas con cajas de inspección de aguas negras en el primer piso (CAN) de mínimo 0,60

x 0,60 m. y con bajantes y accesorios en los niveles superiores.

Los diseños de las redes, diámetros y trazados pueden ser observados en los planos anexos.

6.3. CÁLCULO DEL DIÁMETRO DE LAS BAJANTES SANITARIAS

Para realizar el diseño de la red sanitaria de las instalaciones del proyecto se tuvo en cuenta las

recomendaciones de la NTC 1500, empleando el método de Unidades Sanitarias de descarga. Para

el cálculo de los diámetros se tuvo en cuenta el número de unidades de descarga aportado por cada

aparato sanitario o grupo de baño en cada apartamento la tabla 8.10.1(2) de la NTC 1500. En la

tabla 5-2 se muestra el diámetro mínimo necesario de la red de evacuación de aguas servidas según

el número de unidades de descarga por aparatos sanitarios.

Tabla 6-2. Número de unidades máximas por bajante.

Fuente: NTC 1500, Tercera actualización.

En las tablas siguientes se muestran las unidades sanitarias de descarga aportadas por cada una

de las baterías sanitarias de la edificación los diámetros mínimos requeridos en cada tramo de la

red de evacuación de aguas residuales. En los planos anexos se muestran los diseños realizados.



.

Tabla 6-3. Unidades de desagüe y dimensionamiento de las 4 bajantes.

Si comparamos con las tablas anteriores, las unidades que aportan a las bajantes es inferior a las

unidades máximas permitida por la norma para el diámetro de 4”. Por lo anterior, el diámetro de

las bajantes es adecuado.

6.4. DISEÑO DE LA RED DE AGUAS RESIDUALES EN PRIMER PISO

A continuación, se muestran los parámetros tenidos en cuenta para el cálculo de la red de

evacuación de las aguas residuales hasta el alcantarillado público.

6.4.1. Velocidad mínima y máxima

Teniendo como base las normas que reglamentan el diseño de sistemas de alcantarillado, la

velocidad mínima real será de 0.5 m/s; y la velocidad máxima real será función del tipo de tubería:

Concreto = 4.0 m/s

PVC = 6.0 m/s

De acuerdo esto los cálculos de velocidad y pérdidas de fricción se llevaron a cabo teniendo en

cuenta una velocidad restrictiva de 6.0 m/s correspondiente a una tubería en PVC.

6.4.2. Fuerza tractiva

La fuerza tractiva mínima real será mayor o igual a 0,12 K/m2; garantizando de esta manera

la no sedimentación y formación de sulfatos.

DescripcionSanitario

tanque

Lavamano

s

Poceta de

servicio

Orinal

llave

Desague

de pisoTOTAL

Diámetro

Bajante (pul)

B1 Piso 2

Modulo 18 4 1 2 4 41 4

B2 Piso 2

Modulo 33 4 1 1 2 21 4

B3 Piso 2

Modulo 41 1 1 6 4

B4 Piso 2

Modulo 43 4 1 2 19 4



.

6.4.3. Profundidad de diseño

Para el presente proyecto se optó por utilizar profundidades iniciales de 0.4 m desde los

primeros registros en la parte interna de las instalaciones y las profundidades de los siguientes

atendiendo a las pendientes utilizadas.

6.4.4. Registros de inspección

Se colocarán cámaras de inspección en todo cambio de dirección, pendiente, diámetro,

elevación, en los arranques y donde confluyan varios tramos de un mismo sistema de desagüe.

Ver planos anexos.

En los anexos se muestran los cálculos para la red de evacuación de las aguas residuales.

6.4.5. Dimensionamiento de redes de evacuación del primer piso

A continuación, se muestran los cálculos del sistema de evacuación de aguas residuales en el

primer piso, se realizó los chequeos de fuerza tractiva, velocidad, caudales, tirante, etc.

Tabla 6-4. Dimensionamiento de las redes del Diseño de red de evacuación de aguas residuales.

6.5. SISTEMA DE VENTILACIÓN

Para evitar el sifonamiento de los aparatos se utilizarán columnas de ventilación que aseguren

el flujo de aire a lo largo de todas las partes del sistema de desagüe por medio de tubos de

ventilación.

LongitudØ

Nominal

[Inicial] [Final][Inicial

][Final]

[Inicial

][Final]

[Inicial

][Final] [lps] [m] [%] [in]

R1 R2 0,00 0,00 -0,19 -0,21 -0,30 -0,32 0,30 0,32 38 2,84 2,00 0,80 4 0,009

R2 R3 0,00 0,00 -0,22 -0,28 -0,33 -0,39 0,33 0,39 47 3,09 10,20 0,60 4 0,009

R3 R5 0,00 0,00 -0,29 -0,39 -0,40 -0,51 0,40 0,51 47 3,09 18,00 0,60 4 0,009

R5 R6 0,00 0,00 -0,40 -0,48 -0,52 -0,59 0,52 0,59 53 3,23 12,90 0,60 4 0,009

R6 R7 0,00 0,00 -0,44 -0,59 -0,60 -0,75 0,60 0,75 76 3,77 25,00 0,60 6 0,009

R7 R8 0,00 0,00 -0,60 -0,62 -0,76 -0,79 0,76 0,79 76 3,77 4,40 0,60 6 0,009

R8 R9 0,00 0,00 -0,63 -0,65 -0,80 -0,81 0,80 0,81 86 3,98 2,10 0,60 6 0,009

R9 R10 0,00 0,00 -0,66 -0,69 -0,82 -0,85 0,82 0,85 92 4,10 5,10 0,60 6 0,009

R10 R11 0,00 0,00 -0,70 -0,71 -0,86 -0,88 0,86 0,88 100 4,25 2,60 0,60 6 0,009

R11 R12 0,00 0,00 -0,72 -0,80 -0,89 -0,97 0,89 0,97 108 4,38 13,00 0,60 6 0,009

R12 R13 0,00 0,00 -0,81 -0,83 -0,98 -1,00 0,98 1,00 126 4,67 3,50 0,60 6 0,009

R13 R14 0,00 0,00 -0,84 -0,93 -1,01 -1,09 1,01 1,09 126 4,67 14,50 0,60 6 0,009

R14 R15 0,00 0,00 -0,94 -0,97 -1,10 -1,14 1,10 1,14 138 4,84 5,00 0,65 6 0,009

R16 R17 0,00 0,00 -0,19 -0,20 -0,30 -0,32 0,30 0,32 21 2,26 2,60 0,60 4 0,009

R17 R18 0,00 0,00 -0,21 -0,45 -0,33 -0,56 0,33 0,56 76 3,77 29,00 0,80 4 0,009

R18 R15 0,00 0,00 -0,46 -0,54 -0,57 -0,66 0,57 0,66 76 3,77 11,00 0,80 4 0,009

Cota Batea Profundidad Unidades

de

desagüe

qdiseñoPendi

entenTramo

Cota Terreno Cota Clave



.

Para cumplir con los requisitos de ventilación, todas las bajantes de aguas residuales se

prolongarán hasta el exterior por encima de la descarga más alta, con tubería del mismo diámetro.

El diámetro del tubo de ventilación principal se determinará por su longitud total, el diámetro

de la bajante de aguas residuales correspondiente y por el total de unidades de descarga ventiladas,

de acuerdo a la tabla 10.16.1 de la norma técnica NTC 1500. En la tabla 5-7 se muestra la

escogencia del diámetro requerido para las tuberías de ventilación.

Las tuberías serán en tubería de PVC conectada al desagüe. El diámetro de las bajantes de

ventilación obtenida, según la norma NTC 1500, es de 2’’, de acuerdo a la altura de la bajante en

la edificacion. La ubicación de la bajante de ventilación aparece en los planos anexos. A

continuación, se muestra la columna de ventilación de acuerdo a tabla de unidades sanitarias y

bajantes antes mostrada.

Tabla 6-5. Bajante de ventilación para columnas sanitarias.

Ø bajante Q Ø Ventilación

Check

(H fTotal < 25.4

m.c.aire)

pulg. l/s pulg. m

B1 Piso 2 Modulo 1 4 41 2,93 3 OK

B2 Piso 2 Modulo 3 4 21 2,26 3 OK

B3 Piso 2 Modulo 4 4 6 1,10 3 OK

B4 Piso 2 Modulo 4 4 19 2,14 3 OK

Bajante

Unidade

s

ventilad

a



.

Tabla 6-6. Dimensiones de tubo de ventilación principales.



.

6.6. SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Para el sistema de tratamiento de las aguas servidas provenientes de las instalaciones del

proyecto, se recomienda la utilización de un tanque séptico integrado, las características y

especificaciones para el mismo serán determinadas de acuerdo a los caudales generados en la

estimación de los consumos hallados y un coeficiente de retorno. El valor del coeficiente de retorno

empleado para las aguas residuales fue escogido de acuerdo a las recomendaciones del RAS 2000

(ver Tabla 6-).

Tabla 6-3. Coeficiente de retorno para aguas residuales de acuerdo al nivel de complejidad del sistema.

Nivel de complejidad del sistema Coeficiente de retorno

Bajo y Medio 0.80

Medio Alto y Alto * 0.85

*Puede ser definido por la persona prestadora del servicio público de alcantarillado



.

De igual forma el consumo empleado para terminar los caudales del tanque séptico serán los

correspondientes a las áreas de utilización de agua y que tengan directamente desagüe hacia la red,

es decir, se excluyen las zonas comunes y verdes donde pueda haber riego.

Para el tratamiento de las aguas residuales se instalará (1) Sistemas Integrados (SI), los

cuales se encuentran integrados por un Sistema Séptico y Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente

(FAFA), estos tienen el objetivo de realizar los procesos de sedimentación, clarificación y

filtración anaerobia de flujo ascendente en una sola unidad.

Las funciones del tanque séptico son: decantar y retener sólidos pesados en suspensión en la

parte inferior del sistema, separar materiales livianos flotantes en la parte superior del nivel de

agua en el sistema, degradar la materia orgánica: proceso de descomposición por parte de bacteria

anaeróbicas (ausencia de oxígeno); y las funciones del FAFA son: degradar y retener la materia

orgánica presente en el agua residual, mediante la filtración por medio de microorganismos

adheridos a un lecho poroso.

El Titulo E. Tratamiento de aguas residuales del Reglamento Técnico del Sector de Agua

Potable y Saneamiento Básico RAS – 2000 proporciona la metodología de diseño de sistemas de

tratamiento en el sitio de origen o in situ: fórmulas y parámetros acorde con la experiencia que se

tiene en el tratamiento de aguas residuales. Para determinar el volumen útil de tanques sépticos

recomienda el siguiente criterio:

𝑉𝑢 = 1000 + 𝑁𝐶(𝐶𝑇 + 𝐾𝐿𝑓)

Siendo 𝑉𝑢 el volumen útil del tanque séptico en litros, 𝑁𝐶 es el número de contribuyentes en

personas, 𝐶 es la contribución de aguas residuales en l/hab/día, 𝑇 es el periodo de retención en

días, 𝐾 es la tasa de acumulación de lodos digeridos y 𝐿𝑓 la contribución de lodos frescos en

l/hab/día. Los valores de contribución de aguas residuales por persona, el tiempo de retención, la

tasa de acumulación de lodos digeridos y la contribución de lodos frescos se encuentran dados en

las tablas E.7.1, E.7.2 y E.7.3 del Título E. Tratamiento de aguas residuales del Reglamento

Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS – 2000.

Tabla 4.5. Contribución de aguas residuales por persona. Tabla E.7.1. Título E. Tratamiento de aguas residuales.



.

Fuente. (Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio, 2000).

Tabla 4.6. Tiempos de retención. Tabla E.7.2. Título E. Tratamiento de aguas residuales.


Tabla 4.7. Valores de tasa de acumulación de lodos digeridos. Tabla E.7.3. Título E. Tratamiento de aguas

residuales.


Cada tanque prefabricado instalado debe ser rotulado con la siguiente información, esto con el

fin de cumplir con lo establecido en la Resolución 330 de junio 8 de 2017 emitida por el ministerio

de vivienda, ciudad y territorio:

1. Identificación del fabricante y del producto.



.

2. El número de la Norma Técnica Colombiana o Internacional con la que está certificado

el producto.

3. La capacidad nominal.

4. La fecha de fabricación.

5. Tipo de material.

El tanque propuesto corresponde a un sistema integrado prefabricado, donde la única variable

tenida en cuenta es el volumen del tanque requerido, es decir, de acuerdo con los resultados

mostrados anteriormente se recomienda un tanque de 55000 lt. (de acuerdo con la oferta comercial

en el mercado), el cual posee la capacidad suficiente para tratar el caudal de 54 m3/día estimado

anteriormente.

6.7. DISEÑO SISTEMA DE DRENAJE PARA BAJANTES DE AGUAS LLUVIAS

Las bajantes de aguas lluvias están capacitadas para la evacuación del caudal que se genera a

partir de una precipitación instantánea, debido a que no se considera reducción por tiempo de

concentración ni percolación a través del terreno al tratarse de superficies impermeables donde el

agua se concentra rápido. La intensidad de diseño asumida es de 180.42 mm/hora la cual

corresponde a un tiempo de concentración de cinco (5) minutos y periodo de retorno de cinco (5)

años. Realizando una transformación de unidades es posible determinar el caudal correspondiente

a un metro cuadrado de área:

𝑖: 180.42𝑚𝑚

ℎ∗

1 𝑚

1000 𝑚𝑚∗

1𝑚3

𝑚2

1𝑚∗

1ℎ

3600 𝑠= 0.000050

𝑚3

𝑠⁄𝑚2

⁄

𝑖: 0.000050𝑚3

𝑠⁄𝑚2

⁄ = 0.0501 𝑙𝑝𝑠

𝑚2⁄

Nc [Hab] 930

C [lts./hab.dia] 50

Qt L/dia 46500

I [años] 0,5

T [dias] 0,50

K [dias] 217

L f [litros/día] 0,2

V [litros] 54405

V [m3] 54,41

CONTRIBUCIÓN DE PERSONAS

(Intervalo de limpieza)

(Volumen del tanque )

METODOLOGÍA RAS

(Cantidad de habitantes en el inmueble)

(Contribución de AR por persona en l/d.)

(Tiempo de retención en dias)

(Tasa de acumulación de lodos digeridos en días)

(Contribución diaria)

(Contribución de lodo fresco por persona en l/d.)

(Volumen del tanque en litros)



.

El caudal total corresponderá al producto del área protegida y del caudal unitario hallado

anteriormente.

Para la estimación de los caudales máximos, se utilizó la fórmula del Método Racional

𝑄 =𝐶𝐼𝐴

360

Donde:

:Q Caudal instantáneo máximo (m3/s).

:C Coeficiente de escorrentía.

:I Intensidad de la lluvia (mm/h).

:A Área de la cuenca (ha).

R: Coeficiente de reducción por el tamaño del área.

El coeficiente de escorrentía depende de la impermeabilidad de la zona, la pendiente del terreno,

el tipo de superficie, del uso del suelo (residencial, comercial, industrial, etc.); a continuación se

muestran las recomendaciones que hace el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y

Saneamiento Básico RAS 2000 (¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.), para la

determinación del coeficiente de escorrentía (Dirección de Agua Potable y Saneamiento Básico,

2000).

Tabla 5-1. Valores de coeficiente de escorrentía.

Fuente. (Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio., 2012).

La zona estudiada se trata de una zona de cubiertas. Teniendo en cuenta la recomendación del

Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (Resolución 0330 de 2017)

se empleó un coeficiente de 0.90.



.

A continuación se presenta el resultado del cálculo de las bajantes de aguas lluvias requeridas

en el proyecto:

Tabla 5-2. Estimación de caudal para cada una de las bajantes de aguas lluvias.

Tabla 5-3. Cálculo del número de bajantes requeridos.

De acuerdo con los resultados anteriores se propone la instalación de una bajante de Ø 6

pulgadas para la zona de cubiertas de la areas A1 y A2 y una bajante de Ø 4 pulgadas en las

cubiertas de las areas A3, A4 y A5 ( ver plano).

[ha] [min] 3 5 10 50 100 [adimensional] 3 5 10 50 100

A1 0,022000 5,0 164,6 180,4 204,4 273,1 309,4 0,90 1,00 0,0091 0,0099 0,0112 0,0150 0,0170

A2 0,022000 5,0 164,6 180,4 204,4 273,1 309,4 0,90 1,00 0,0091 0,0099 0,0112 0,0150 0,0170

A3 0,005076 5,0 164,6 180,4 204,4 273,1 309,4 0,90 1,00 0,0021 0,0023 0,0026 0,0035 0,0039

A4 0,003300 5,0 164,6 180,4 204,4 273,1 309,4 0,90 1,00 0,0014 0,0015 0,0017 0,0023 0,0026

A5 0,003300 5,0 164,6 180,4 204,4 273,1 309,4 0,90 1,00 0,0014 0,0015 0,0017 0,0023 0,0026

Cuenca

I [mm/hora]

R

Q [m3/s]

Periodo de retorno [años]Área Tc

Periodo de retorno [años]

Coeficiente de

escorrentía

Área de

Drenaje

Diámetro

bajante

Capacida

d bajante

No. mínimo

de bajantes

Caudal

total

[m2] [lps/m

2]

[l/min*m2

][m

3/s] [lps] [in] [m

3/s] [unidad] [m

3/s]

A1 220,00 0,076 4,55 0,0150 15,019 6 2/7 0,128 118,869 0,027 1 0,027

A2 220,00 0,076 4,55 0,0150 15,019 6 2/7 0,128 118,869 0,027 1 0,027

A3 50,76 0,076 4,55 0,0035 3,465 4 2/7 0,128 40,317 0,009 1 0,009

A4 33,00 0,076 4,55 0,0023 2,253 4 2/7 0,128 40,317 0,009 1 0,009

A5 33,00 0,076 4,55 0,0023 2,253 4 2/7 0,128 40,317 0,009 1 0,009

Descripción

Intensidad Caudal de escorrentía

r = 7/24 (r)5/3

(d)8/3



.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Aparicio Mijares, F. J. (1989). Fundamentos de hidrología de superficie. México D.F., México:

Editorial Limusa, S.A. de C.V.

Caballero Rojas, D., Aldana Arévalo, J., & Zamudio Huertas, E. (15 de Diciembre de 2017).

Cálculo de unidades de consumo a través de caudales máximos instantáneos medidos en

cuatro zonas de servicio de la ciudad de Bogotá D.C. Avances: Investigacion en Ingeniería,

14(1), 123-132. doi:https://doi.org/10.18041/1794-4953/avances.1.1290

Chow, V. T. (1994). Hidráulica de Canales Abiertos. McGraw Hill.

Congreso de Colombia. (14 de Julio de 2008). Ley 1209 de 2008. Diario Oficial No. 47.050 de 14

de julio de 2008. Bogotá, D. C., Cundinamarca, Colombia.

Dirección de Agua Potable y Saneamiento Básico. (2000). Sistemas de recolección y evacuación

de aguas residuales domésticas y pluviales. Ministerio de Desarrollo Económico,

Dirección de Agua Potable y Saneamiento Básico. Bogotá, D.C.: Dirección de Agua

Potable y Saneamiento Básico.

Granados Robayo, J. A. (1988). Hidráulica en edificaciones. Bogotá D.C. .

Granados Robayo, J. A. (2002). Redes Hidráulicas y Sanitarias en Edificios. Bogotá D. C.:

Unibiblos.

Innovair Corporation. (2016). Guía de instalación Cassete. Guia de Instalación, Miami. Obtenido

de https://www.innovair.com/wp-content/uploads/2016/07/Innovair-CE-Cassette-

Installation-Guide-Spanish.pdf

Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación -ICONTEC-. (2017). Código

colombiano de instalaciones hidráulicas y sanitarias (Tercera ed.). Bogotá D. C.

Ministerio de desarrollo económico. (17 de Noviembre de 2000). Resolución 1096 de 2000. Diario

Oficial No. 44.242 de 29 de noviembre de 2000. Bogotá D. C. , Cundinamarca, Colombia.

Ministerio de Salud y Protección Social. (27 de Marzo de 2015). Decreto 554 de 2015. Diario

Oficial No. 49466 de marzo 27 de 2015. Bogotá D. C., Cundinamarca, Colombia.

Ministerio de salud y protección social. (06 de Mayo de 2016). Decreto 780 de 2016. Diario Oficial

No. 49865 de mayo 06 de 2016. Bogotá D. C., Cundinamarca, Colombia.

Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio. (2010). Reglamento Técnico del Sector de Agua

Potable y Saneamiento. TÍTULO B. Sistemas de acueducto (Segunda ed.). (U. d. CIACUA,

Ed.) Bogotá, D.C.

Ministerio de vivienda, ciudad y territorio. (08 de Junio de 2017). Resolución 330 de 2017. Diario

Oficial No. 50.267 de 17 de junio de 2017. Bogotá D. C., Cundinamarca, Colombia.

Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio. (2012). Reglamento Técnico del Sector de Agua

Potable y Saneamiento Básico: TÍTULO D. Sistemas de recolección y evacuación de aguas

residuales domésticas y aguas lluvias. -- 2da. Ed. Bogotá, D.C., Colombia: Universidad de

los Andes.

Resolucion 549 de 2015. (10 de Julio de 2015). Diario Oficial No. 49591 de agosto 01 de 2015.

“Por la cual se reglamenta el capítulo 1 del título 7 de la parte 2, del libro 2 del Decreto

1077 de 2015, en cuanto a los parámetros y lineamientos de construcción sostenible y se

adopta la guía para el ahorro de agua y energía en edificaciones”. Bogotá D.C.



.

Rodríguez Díaz, H. A. (2005). Diseños hidráulicos, sanitarios y de gas en edificaciones. Bogotá

D. C., Cundinamarca, Colombia: Escuela Colombiana de Ingeniería.

MEMORIA TÉCNICA DE DISEÑO DE LAS INSTALACIONES …

Documents

Transcript of MEMORIA TÉCNICA DE DISEÑO DE LAS INSTALACIONES …